滨海地区不同茶菊品种农艺性状及有效成分综合评价.pdf

中国农业科技导报，2023，25（10）：45-53Journal of Agricultural Science and Technology滨海地区不同茶菊品种农艺性状及有效成分综合评价丁丁1，郑伶杰1，王红宝2，郑丽锦3，郭艳超1*（1.河北省农林科学院滨海农业研究所，河北省盐碱地绿化工程技术创新中心，河北 唐山 063299；2.河北省农林科学院石家庄果树研究所，石家庄 050061；3.河北省林业和草原技术推广总站，石家庄 050081）摘要：为筛选适宜滨海地区栽培应用的茶菊品种，测定比较了10个茶菊品种的植株、叶片及头状花序相关的13个农艺性状和3种有效成分，并利用相关分析、主成分分析结合隶属函数法对其在滨海地区的生态适应性和营养品质进行综合评价。结果表明，不同茶菊品种农艺性状间存在差异且变异丰富，变异系数在20.02%65.87%之间；各品种绿原酸含量在0.55%1.32%之间，3，5-O-二咖啡酰基奎宁酸含量在0.67%2.24%之间，木犀草苷含量在0.13%1.38%之间。主成分分析提取到4个主成分，累计贡献率达90.77%，叶长、叶宽、叶片重、花径、花瓣数、花瓣层数及木犀草苷含量等指标可作为主要评价指标。结合隶属函数法对10个茶菊品种进行综合评价，得出 贡黄菊金丝皇菊晓起皇菊 和 玉台1号 综合表现较好，在滨海地区具有较强的适应性。研究结果为茶菊资源在滨海地区的推广应用提供参考。关键词：茶菊；农艺性状；有效成分；主成分分析；综合评价doi：10.13304/j.nykjdb.2022.0536 中图分类号：S571.9文献标志码：A文章编号：10080864（2023）10004509Agronomic Traits and Effective Components of Different Tea Chrysanthemum Varieties in Coastal AreaDING Ding1，ZHENG Lingjie1，WANG Hongbao2，ZHENG Lijin3，GUO Yanchao1*（1.Hebei Research Center of Green Engineering Technology on Saline Land；Institute of Coastal Agriculture，Hebei Academy of Agiculture and Forestry Sciences，Hebei Tangshan 063299，China；2.Shijiazhuang Pomology Institute，Hebei Academy of Agiculture and Forestry Sciences，Shijiazhuang 050061，China；3.Hebei Forestry and Grassland Technology Extension Station，Shijiazhuang 050061，China）Abstract：In order to screen out the varieties of tea Chrysanthemum suitable for cultivation and application in coastal areas，13 agronomic traits related to plant，leaf and flower morphology and 3 effective components of 10 tea Chrysanthemum varieties were measured and compared.The ecological adaptability and nutritional quality of different varieties of tea Chrysanthemum in coastal areas were comprehensively evaluated by correlation analysis，principal component analysis and membership function method.The results showed that there were differences in agronomic traits among different varieties of tea Chrysanthemum，and the coefficient of variation ranged from 20.02%to 65.87%.The content of chlorogenic acid ranged from 0.55%to 1.32%.The content of 3，5-o-dicaffeoyl quinic acid ranged from 0.67%to 2.24%.The content of luteoloside ranged from 0.13%to 1.38%.4 principal components were extracted by principal component analysis，with a cumulative contribution rate of 90.77%.Leaf length，leaf width，leaf weight，flower diameter，petal number，petal layer number and luteolin glycoside content could be used as the main evaluation indexes.Combined with the membership function method，the comprehensive evaluation of 10 varieties of tea Chrysanthemum showed that Gonghuangju Jinsihuangju Xiaoqihuangju and Yutai 1 had better comprehensive performance and strong adaptability in coastal areas.The results could provide reference for the application and promotion of tea Chrysanthemum resources in coastal areas.Key words：tea Chrysanthemun；agronomic traits；effective components；principal component analysis；comprehensive evaluation收稿日期：20220628；接受日期：20220924基金项目：河北省农林科学院科技创新专项（2022KJCXZX-BHS-5，2023KJCXZX-BHS-8）。联系方式：丁丁 E-mail：；*通信作者 郭艳超E-mail：中 国 农 业 科 技 导 报25 卷菊 花（Chrysanthemum morifolium Ramat.）为菊科（Asteraceae）菊属（Chrysanthemum Linn）多年生草本植物1，其干燥头状花序是我国常用的大宗药食同源药材，有效成分主要为黄酮类化合物、挥发油成分、氨基酸及微量元素等，具有散风清热、平肝明目、清热解毒的功效2。茶菊是菊花中以茶用为主的品种，具有一定的观赏和饮用价值。随着人们生活水平的提高以及对生活质量的重视，茶用菊花因其芳香的气味、优雅的外观、清爽的口感和多重保健功能越来越受到消费者的认可，具有极大的发展潜力和推广价值3。菊花栽培历史悠久，在我国分布广泛，浙江、河南、安徽、湖北、江苏、河北、四川、山东等省均有种植。按产地和加工方法不同，可分为毫菊、滁菊、贡菊、杭菊和怀菊，这些均收录于2020版 中华人民共和国药典2。除此之外，市场上流通的还有祁菊、川菊、金丝皇菊、婺源皇菊、皇菊等地方习用品种，多做茶用4。菊花为短日照植物，江浙地区虽为茶菊主产区，但高温高湿的气候导致茶菊早期营养生长过旺、病虫害严重，生产质量不高。滨海地区气温偏低，光照充足，气候更适宜菊花生长，且研究表明，滨海地区的轻度盐渍化土壤更有利于作物营养成分的积累5。随着国家健康大产业的蓬勃发展，茶用菊的种植规模在大幅增加，在滨海地区应用并发展茶用菊产业，既可以减少农作物用地之争，还可以提高滨海盐碱地利用效率，具有良好的经济效益、社会效益和生态效益。菊花变异丰富，不同产地及栽培环境会影响菊花的植物学性状6，造成植株、叶片及头状花序等相关性状发生改变。因此，评价茶菊资源在滨海地区的栽培适应性是亟需解决的问题。目前，评价菊花资源的方法很多7-9，但基于滨海地区茶菊栽培适应性的研究较少。本研究引进10个茶菊品种，参照 GB/T 19557.192018 植物新品种特异性、一致性和稳定性测试指南 菊花10对其植株、叶部、头状花序相关的13个农艺性状及 中华人民共和国药典 规定的3个有效成分进行测定，利用相关分析、主成分分析结合隶属函数法对其适应性及品质进行综合评价，旨在筛选适宜滨海地区应用的茶菊品种，为滨海地区优质茶菊的栽培推广、良种选育提供科学依据。1材料与方法1.1试验材料供试材料为 10 个茶菊品种，2012 年以来引自河南省和北京市，详细信息见表1。1.2试验地情况试验于2020年5月下旬在河北省农林科学院滨海农业研究所天旭试验基地进行。该区地处392513 N、1185003 E，属暖温带半湿润大陆季风气候，具有光照充足、降水集中、四季寒暖干湿分明等特点11。年平均降水量 636 mm，多年平均气温 11.4，全年无霜期 188 d。土壤类型为滨海盐土，土壤全盐含量在 0.36%左右，pH 7.467.95，碱解氮和速效磷含量分别为 84.19 和49.39 mg kg-1，速效钾含量为 452.63 mg kg-1，有机质含量为14.28 g kg-1。1.3试验设计2020年5月，对供试茶菊品种剪取生长一致的顶芽进行扦插育苗，扦插基质为草炭和蛭石按体积比1 1混合而成，待扦插苗生根后定植。采用起垄宽畦高栽模式进行定植，垄宽 120 cm，垄高30 cm，垄间距50 cm，每垄栽植2行，株行距为50 cm50 cm，垄面铺设2行滴灌管，覆防草布，每品种设置3次重复，试验期间进行常规水肥管理。1.4指标测定1.4.1性状观察与测试在现蕾期调查植株和叶表1供试茶菊资源信息Table 1Tea Chrysanthemum resource information品种Variety贡白菊 Gongbaiju藕粉托桂 Oufentuogui黄金托桂 Huangjintuogui黄滁龙 Huangchulong乳荷 Ruhe玉台1号 Yutai 1黄金菊 Huangjinju金丝皇菊 Jinsihuangju贡黄菊 Gonghuangju晓起皇菊 Xiaoqihuangju花色Color白色 White粉色 Pink黄色 Yellow白色 White白色 White白色 White黄色 Yellow黄色 Yellow黄色 Yellow黄色 Yellow来源Source河南 Henan河南 Henan河南 Henan北京 Beijing北京 Beijing北京 Beijing河南 Henan河南 Henan河南 Henan河南 Henan4610 期丁丁等：滨海地区不同茶菊品种农艺性状及有效成分综合评价部性状，在盛花期即群体70%植株开花时调查花部性状，调查及测定方法参照 GB/T 19557.192018 植物新品种特异性、一致性和稳定性测试指南菊花10。结合市场和生产实际需要，选择株高、茎粗、冠幅、叶长、叶宽、叶重、单花鲜重、单花干重、花径、花瓣层数、花瓣数、外轮瓣长和外轮瓣宽共13个性状进行测定，每个品种随机选择10株进行测量与记录，取平均值12。1.4.2绿原酸、木犀草苷和3，5-O-二咖啡酰基奎宁酸含量的测定菊花有效成分含量测定参照2020 版 中华人民共和国药典2方法并稍作改动。高 效 液 相 色 谱(high performance liquid chromatography，HPLC)条件：Dikma C18 色谱柱（4.6 mm250 nm，5 m）；流 动 相 A（甲 醇）B（0.2%的磷酸水溶液）=45%55%，洗脱时间 014 min；流速 1 mL min-1；柱温 30；检测波长348 nm；进样量4 L。混合对照品溶液制备：精密称取绿原酸对照品、木犀草苷对照品、3,5-O-二咖啡酰基奎宁酸对照品适量，加 70%的甲醇制成每 1 mL 含绿原酸35 g、木犀草苷25 g、3,5-O-二咖啡酰基奎宁酸80 g的混合溶液。供试品溶液制备：在盛花期采集菊花头状花序，烘干磨粉，称取一定质量茶菊粉末（过 1 号筛），加入70%乙醇，料液比（g mL-1）为1 100，称定质量，超声处理40 min，冷却至室温，精密称量后用 70%甲醇补足减失的质量，摇匀，8 000 r min-1离心15 min，取上清液，0.45 m微孔滤膜滤过，取滤液即得样品溶液。标准曲线绘制：分别精密吸取稀释成不同水平的混合对照品溶液4 L，进样分析，重复3次。以对照品溶液的质量浓度为横坐标（X），峰面积（Y）为纵坐标进行线性回归，绘制标准曲线，得到回归方程。1.5数据处理与分析利用Excel 2016 统计茶菊各项农艺性状的测量值以及平均值。利用SPSS 22.0软件进行单因素方差分析、相关分析以及主成分分析，结合隶属函数法对不同茶菊品种在滨海地区的生态适应性和品质进行综合评价。采用最大方差法提取主成分，提取标准为主成分特征值大于1，累计贡献率达85%以上。根据各指标的系数评估各品种的主成分得分。隶属函数值、权重、综合评价值参照下列公式计算1314。U(Xj)=(XjXmin)/(XmaxXmin)（j=1，2，n）（1）Wj=Pj/j=1nPj（j=1，2，n）（2）D=j=1nU(Xj)Wj（j=1，2，n）（3）式中，Xj表示第 j 个因子的得分值，Xmin表示第j个因子得分的最小值，Xmax表示第j个因子得分的最大值；Wj表示第j个公因子在所有公因子中的重要程度即权重，Pj为各品种第j个公因子的贡献率；D值为不同茶菊品种各项指标隶属函数值累加所得的综合评价值。2结果与分析2.1不同茶菊品种植株和叶部相关性状比较对10个茶菊品种的株高、茎粗、冠幅、叶长、叶宽和叶重等数量性状进行统计分析，结果（表 2）表明，各性状之间存在差异且变异丰富。其中，叶重的变异系数最高，为 53.49%；其次为叶宽、叶长和株高，变异系数分别为 29.34%、27.78%和25.54%；冠幅和茎粗的变异系数最低，分别为 20.12%和 20.02%。由此可见，叶部相关性状较植株相关性状变异更丰富。由表 2 还可以看出，晓起皇菊 和 贡黄菊 的株高均显著高于其他品种；金丝皇菊 的茎粗最大，其次为玉台1号 和 贡黄菊，这3个品种间差异不显著，金丝皇菊 茎粗显著高于其余品种；黄金菊 的冠幅显著高于其他品种，晓起皇菊 和贡黄菊 次之；金丝皇菊 的叶长和叶宽均高于其他品种，叶重显著高于其他品种。2.2不同茶菊品种头状花序相关性状比较对10个茶菊品种的单花鲜重、单花干重、花径、花瓣层数、花瓣数、外轮瓣长和外轮瓣宽等头状花序相关性状进行统计分析，结果（表3）表明，各性状之间存在差异且变异丰富。其中，单花鲜重和单花干重的变异系数较高，分别为65.87%和49.84%；其次为花瓣层数和花瓣数，变异系数分别为 41.62%和 39.50%；花径的变异数最小，为21.27%。由表3还可以看出，金丝皇菊 的单花47中 国 农 业 科 技 导 报25 卷鲜重、单花干重、花径和外轮瓣长均显著高于其他品种；贡黄菊 的花瓣层数最多，其次为 晓起皇菊，二者之间无显著差异，但均显著高于其他品种；贡黄菊 的花瓣数最多，其次为 晓起皇菊 和贡白菊，三者间无显著差异，但 贡黄菊 和 晓起皇菊 花瓣数均显著高于其他品种；贡白菊 的外轮瓣宽显著高于其他品种。2.3不同茶菊品种绿原酸、3，5-O-二咖啡酰基奎宁酸和木犀草苷含量比较分析对10个茶菊品种的绿原酸、3,5-O-二咖啡酰基奎宁酸和木犀草苷含量进行测定分析，结果（表4）表明，绿原酸含量最高的品种为 贡黄菊，表2不同茶菊品种植株和叶部相关性状Table 2Traits related to plant and leaf of different tea Chrysanthemum varieties品种Variety贡白菊 Gongbaiju藕粉托桂 Oufentuogui黄金托桂 Huangjintuogui黄滁龙 Huangchulong乳荷 Ruhe玉台1号 Yutai 1黄金菊 Huangjinju金丝皇菊 Jinsihuangju贡黄菊 Gonghuangju晓起皇菊 Xiaoqihuangju变异系数Coefficient of variation/%株高Plant height/cm55.902.95 b56.072.87 b46.933.11 c31.673.33 d41.933.38 c45.331.76 c33.133.07 d53.604.28 b65.501.32 a66.672.66 a25.54茎粗Stem diameter/mm6.290.67 bc5.951.31 bcd6.491.08 bc4.320.96 d6.001.02 bcd7.770.62 ab5.540.63 cd8.981.50 a7.670.70 ab6.330.77 bc20.02冠幅Crown width/cm44.434.08 cd40.836.19 de47.201.82 c35.203.27 e39.233.24 de44.503.28 cd64.901.38 a39.402.53 de54.453.16 b56.605.09 b20.12叶长Leaf length/cm6.200.66 bc7.471.66 ab7.431.48 ab3.831.33 c6.260.84 bc6.441.87 bc4.801.69 bc10.803.04 a8.252.51 ab7.781.97 ab27.78叶宽Leaf width/cm3.700.40 b4.231.09 b4.671.65 ab2.430.67 b3.430.91 b3.501.59 b2.641.00 b6.572.08 a4.201.89 b4.281.23 b29.34叶重Leaf weight/g0.300.08 ef0.580.12 bc0.690.03 b0.200.03 f0.320.05 ef0.440.13 de0.190.04 f1.010.14 a0.500.08 cd0.410.24 de53.49注：同列不同小写字母表示差异在P0.05水平显著。Note：Different lowercases in same column indicate the significant differences at P0.05 level表3不同茶菊品种头状花序相关性状Table 3Traits related to flower morphology of different tea Chrysanthemum varieties品种Variety贡白菊 Gongbaiju藕粉托桂 Oufentuogui黄金托桂 Huangjintuogui黄滁龙 Huangchulong乳荷 Ruhe玉台1号 Yutai 1黄金菊 Huangjinju金丝皇菊 Jinsihuangju贡黄菊 Gonghuangju晓起皇菊 Xiaoqihuangju变异系数Coefficient of variation/%单花鲜重Flower fresh weight/g1.750.22 e3.050.15 cd0.690.05 f1.840.09 bc1.130.10 e1.400.20 de0.340.04 f4.330.27 a2.150.16 b2.010.17 bc65.87单花干重Flower dry weight/g0.240.03 b0.270.01 b0.070.01 d0.230.03 b0.160.03 c0.190.02 c0.040.01 d0.390.02 a0.250.03 b0.200.02 c49.84花径Flower diameter/cm4.020.08 d5.280.30 b4.470.25 cd4.530.09 c4.480.17 cd4.470.28 cd2.150.23 e5.770.61 a4.480.17 cd4.400.24 cd21.27花瓣层数Flower layers9.330.58 c7.001.00 d1.330.58 e8.670.58 c7.001.00 d8.670.58 c11.000.00 b10.670.58 b14.670.58 a14.330.58 a41.62花瓣数Petals number210.3339.76 ab101.839.85 d34.674.58 e194.6723.06 b138.6716.71 cd158.339.07 c196.6712.22 b130.3310.69 cd245.3327.59 a237.0010.54 a39.50外轮瓣长Petal length/cm1.930.15 ef3.750.12 b2.750.06 c2.430.15 d2.230.15 de2.030.06 ef1.770.25 f4.050.32 a2.170.12 de1.930.06 ef31.55外轮瓣宽Petal width/cm0.770.06 a0.330.05 e0.350.05 e0.680.08 b0.670.05 b0.680.08 b0.170.05 f0.420.04 d0.620.04 bc0.570.05 c37.05注：同列不同小写字母表示差异在P0.05水平显著。Note：Different lowercases in same column indicate significant differences at P1”为标准，共提取了4个主成 分，各 主 成 分 的 贡 献 率 分 别 为 41.609%、20.814%、14.307%和 14.043%，累 计 贡 献 率 达90.772%，表明这4个独立的综合指标可以代替原来16个单项指标的大部分信息（表6）。2.6滨海地区不同茶菊品种的综合评价10个不同茶菊品种的公因子得分值C(x)、隶属函数值U(x)和综合评价值D如表7所示。经计算，4 个主成分的权重分别为 0.458、0.229、0.158和0.155。D值的大小反映不同茶菊品种在滨海地区栽培应用的综合品质表现，D值越大表明综合品质越好。由表7可以得出，贡黄菊 的D值最大，表明其综合品质最好；其次为 金丝皇菊 和晓起皇菊；黄金菊 的D值最小，表明其综合品质最差。3讨论优质茶菊种质资源的发掘是栽培地区茶用菊花品种选育和品质改良的前提16。滨海地区盐碱地分布广泛且土壤盐渍化程度不同，不同环境条件对茶菊生长和品质的影响不同17。因此，对不同茶菊种质资源在滨海地区栽培的生态适应性和品质评价十分必要。本研究通过对不同茶菊品种植株、叶部及头状花序相关的13个农艺性状的统计分析，发现各茶菊品种数量性状之间存在不同程度的差异性，其中，性状变异系数大于60%的1个，为单花鲜重；大于40%的3个，为叶重、单花表4不同茶菊品种的3种有效成分含量Table 4Contents of 3 effective components of different tea Chrysanthemum varieties(%)品种Variety贡白菊 Gongbaiju藕粉托桂 Oufentuogui黄金托桂 Huangjintuogui黄滁龙 Huangchulong乳荷 Ruhe玉台1号 Yutai 1黄金菊 Huangjinju金丝皇菊 Jinsihuangju贡黄菊 Gonghuangju晓起皇菊 Xiaoqihuangju绿原酸Chlorogenic acid0.571.161.190.821.151.200.750.551.320.813，5-O-二咖啡酰基奎宁酸3，5-O dicoffeoacy lquinic acid0.960.791.261.231.821.940.670.772.240.91木犀草苷Luteolin0.130.250.530.220.370.400.350.641.380.6749中 国 农 业 科 技 导 报25 卷表5不同茶菊品种各指标之间的相关性Table 5Correlation among traits of different tea Chrysanthemum varieties指标Index茎粗Stem diameter冠幅Crown width叶长Leaf length叶宽Leaf width叶重Leaf weight单花鲜重Flower fresh weight单花干重Flower dry weight花径Flower diameter花瓣层数Flower layers花瓣数Petals number外轮瓣长Petal length外轮瓣宽Petal width绿原酸Chlorogenic acid3，5-O-二咖啡酰基奎宁酸3，5-O dicoffeoacy lquinic acid木犀草苷Luteolin株高Plant height0.5200.1830.707*0.5940.4430.4530.4320.4310.3950.2000.1520.1610.1260.0960.578茎粗Stem diameter0.0140.854*0.794*0.768*0.5200.4900.4540.224-0.0900.3630.011-0.0360.2340.536冠幅Crown width-0.049-0.166-0.252-0.440-0.539-0.726*0.4580.410-0.528-0.441-0.002-0.1060.384叶长Leaf length0.968*0.907*0.709*0.5910.647*0.174-0.2100.619-0.151-0.019-0.0310.536叶宽Leaf width0.958*0.719*0.5870.680*0.010-0.3500.710*-0.192-0.146-0.1710.380叶重Leaf weight0.685*0.5330.713*-0.157-0.5230.806*-0.288-0.004-0.1180.341单花鲜重Flower fresh weight0.951*0.793*0.291-0.0080.781*0.039-0.287-0.2300.191单花干重Flower dry weight0.784*0.3500.1480.6190.327-0.281-0.0490.175花径Flower diameter-0.136-0.3500.752*0.2590.1230.1120.156花瓣层数Flower layers0.895*-0.2800.193-0.2590.0630.514花瓣数Petals number-0.5880.427-0.2720.1470.305外轮瓣长Petal length-0.366-0.069-0.340-0.021外轮瓣宽Petal width0.0270.5510.008绿原酸Chlorogenic acid0.728*0.3913，5-O-二咖啡酰基奎宁酸3，5-O dicoffeoacy lquinic acid0.516注：*和*分别表示相关在P0.05和P0.01水平显著。Note：*and*indicate significant correlations at P0.05 and P1”为标准，提取到4个主成分，累计贡献率达90.772%，表明这4个独立的综合指标代替了原来16个单项指标的大部分信息。同时结合隶属函数法对10个茶菊品种在滨海地区的适应性和品质进行评价排序，得出 贡黄菊 的D值最大，适应性最强，综合品质最好，其次为 金丝皇菊晓起皇菊 和 玉台1号，黄金托桂 的D值最小，在该地区栽培适应性最差。研究结果可为滨海地区及其他相似类型区优质茶菊资源的栽培推广和品种选育提供科学依据。参 考 文 献1 陈俊愉.中国花卉品种分类学M.北京:中国林业出版社,2001:218.2 国家药典委员会.中华人民共和国药典M.一部.北京:中国医药科技出版社,2020:323-324.3 任磊,赵夏陆,许靖,等.4种茶菊对干旱胁迫的形态和生理响应J.生态学报,2015,35(15):5131-5139.REN L,ZHAO X L,XU J,et al.Varied morphological and physiological responses to drought stress among four tea Chrysanthemum cultivars J.Acta Ecol.Sin.,2015,35(15):5131-5139.4 夏伟,谭政委,余永亮,等.药用菊花种质资源研究进展J.安徽农业科学,2018,46(21):37-38,49.XIA W,TAN Z W,YU Y L,et al.Research progress of medicinal Chrysanthemum germplasm resources J.J.Anhui Agric.Sci.,2018,46(21):37-38,49.5 孙叶硕,张国新,丁守鹏,等.盐胁迫对樱桃番茄风味品质的影响J.核农学报,2022,36(4):838-844.SUN Y S,ZHANG G X,DING S P,et al.Effects of salt stress on flavor 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